高中物理专题：连接体

专题：连接体问题

一、考情链接：

“连接体”问题一直是高中物理学习的一大难题，也是高考考察的重点内容。

二、知识对接：

对接点一、牛顿运动定律

牛顿第一定律（惯性定律）：任何一个物体在不受外力或受平衡力的作用时，总是保持静止状态或匀速直线运动状态。

注意：各种状态的受力分析是解决连接体问题的前提。

牛顿第二定律：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。

注意：①物体受力及加速度一定要一一对应，即相应的力除以相应的质量得到相应的加速度，切不可张冠李戴！②分析运动过程时要区分对地位移和相对位移。

牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力，在同一直线上，大小相等，方向相反。

注意：不要忽视牛顿第三定律的应用，尤其是在求“小球对轨道压力”时经常用到牛顿第三定律，且均在评分标准中占1-2分，一定不要忘记。

对接点二、功能关系与能量守恒（什么力做功改变什么能）

1、合力做功量度了物体的动能变化W合=ΔE K

2、重力做功量度了物体的重力势能的变化：W G=ΔE PG

3、弹簧的弹力做功量度了弹性势能的变化：W弹=ΔE P弹

4、除重力和弹簧的弹力以外的其他力做功量度了系统的机械能的变化：W其他=ΔE机

5、系统内相互作用的摩擦力做功：

A、系统内的一对静摩擦力做功：一对静摩擦力对系统做功的代数和为零，其作用是在系统内各物体间传递机械能。

B、系统内的一对滑动摩擦力做功：其作用是使系统部分机械能转化为系统的内能，Q= fs相对。

6、电场力做功量度了电势能的变化：W E=ΔE PE

7、安培力做功量度了电能的变化：安培力做正功，电能转化为其他形式能；克服安培力做功，其他形式能转化为电能。

三、规律方法突破

突破点一、整体法与隔离法的运用

①解答问题时，不能把整体法和隔离法对立起来，而应该把这两种方法结合起来，从具体问题的实际出发，灵活选取研究对象，恰当使用隔离法和整体法。

②在选用整体法和隔离法时，要根据所求的力进行选择，若所求为外力，则应用整体法；若所求为内力，则用隔离法。

③具体应用时，绝大多数要求两种方法结合使用，应用顺序也较为固定。求外力时，先隔离后整体，求内力时，先整体后隔离。先整体或先隔离的目的都是求共同的加速度。

突破点二、审题技巧

“连接体”问题往往涉及临界状况的分析。因此，读题时要特别注意“恰好”“刚刚”等字眼，因为它们往往隐含着一种临界状况的信息。

四、题型梳理

题型一、整体法与隔离法的应用

例题1、如图所示，光滑水平面上放置质量分

别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的

木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静

摩擦力是μmg。现用水平拉力F拉其中一个质量

为2 m的木块，使四个木块以同一加速度运动，则

轻绳对m的最大拉力为。

变式1、如图所示的三个物体A、B、C，其质量分

别为m1、m2、m3，带有滑轮的物体B放在光滑平面上，

滑轮和所有接触面间的摩擦及绳子的质量均不计．为使

三物体间无相对运动，则水平推力的大小应为F＝

__________

题型二通过摩擦力的连接体问题

例题2、如图所示，在高出水平地面h = 1.8m的光滑平台上放置一质量M = 2kg、由两种不同材料连成一体的薄板A，其右段长度l2 = 0.2m且表面光滑，左段表面粗糙。在A最右端放有可视为质点的物块B，其质量m = 1kg，B与A左段间动摩擦因数μ= 0.4。开始时二者均静止，现对A施加F = 20N水平向右的恒力，待B脱离A（A尚未露出平台）后，将A取走。B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x = 1.2m。（取g = 10m/s2）求：（1）B离开平台时的速度v B。

（2）B从开始运动到脱离A时，B运

动的时间t B和位移x B。

（3）A左段的长度l1。

变式2.如图所示，平板A长L=5m，质量M=5kg，放在水平桌面上，板右端与桌边相齐。在A上距右端s=3m处放一物体B（大小可忽略，即可看成质点），其质量m=2kg.已知A、B间动摩擦因数μ1=0.1，A与桌面间和B与桌面间的动摩擦因数μ2=0.2，原来系统静止。现在在板的右端施一大小一定的水平力F持续作用在物体A上直到将A从B下抽出才撤去，且使B最后停于桌的右边缘，

求：（1）物体B运动的时间是多少？

（2）力F的大小为多少？

变式3 如图所示，质量M = 1kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1，在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动2摩擦因数μ2=0.4，取g=10m/s，试求：（1）若木板长L=1m，在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N，经过多长时间铁块运动到木板的右端？（2）若在木板（足够长）的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向左的力F，通过分析和计算后，请在图中画出铁块受到的摩擦力f随拉力F大小变化的图像．

例题3 如图所示，某货场而将质量为m1=100 kg的货物（可视为质点）从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物中轨道顶端无初速滑下，轨道半径R=1.8 m。地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A、B，长度均为l=2m，质量均为m2=100 kg，木板上表面与轨道末端相切。货物与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数μ=0.2。（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10m/s2）

（1）求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力。

（2）若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求μ1应满足的条件。

（3）若μ1=0.5，求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间。